Построенные в Стране восходящего солнца машины могут похвастать примитивным подобием сенсорной системы, мягким телом и умением целенаправленно передвигаться на манер слизевиков, вытягивая края своей «капли протоплазмы».
Робот Slimy – это исследовательский проект, родившийся на стыке инженерии и биологии. Его ведущий автор Такуя Умедати (Takuya Umedachi) из университета Хиросимы вдохновлялся удивительными способностями слизевика Physarum polycephalum, не раз становившегося предметом исследований.
В частности, более десятка лет назад профессор Тосиюки Накагаки (Toshiyuki Nakagaki) выяснил, что странное одноклеточное обладает неким примитивным подобием интеллекта, так как находит оптимальный путь из лабиринта к источнику пищи.
За эту работу в 2008 году Накагаки получил Игнобелевскую премию.
Профессор утверждает, что клетки слизевиков проводят своего рода обработку информации, чтобы оптимизировать маршрут к пище, попутно избегая света (который может повредить их) (фотографии physorg.com, Toshiyuki Nakagaki, Nature, AFP).
Более того, ещё через пару лет «под руководством» Тосиюки тот же миксомицет P. polycephalum успешно решил комбинаторную задачу и воспроизвёл карту токийской железной дороги.
Так смелый новатор (Накагаки, разумеется, а не слизевик), заработал свою вторую Шнобелевку (2010 года).
Эти забавные лишь на поверхностный взгляд работы биологов побудили Умедати детальнее разобраться со способностями миксомицетов и попробовать смоделировать их средствами робототехники. Примечательно, что в этом новом исследовании принял участие и Тосиюки Накагаки.
Основу робота Slimy составляет гибкий полимерный баллон, заполненный жидкостью и имитирующий плазмодий (многоядерное плодовое тело слизевика).
Внешняя «кожа» механического миксомицета составлена из набора «единиц контроля трения» (FCU), связанных между собой пружинками (RTS), в которые встроены датчики усилия и крошечные линейные электроприводы.
В донышке каждого модуля FCU имеется электромагнит, включая и выключая который, единица может закрепляться на плоскости, как якорь, или двигаться свободно.
Чередуя растягивание и освобождение пружинок с закреплением и отключением якорей, робот может двигаться в нужном ему направлении, примерно так же, как слизевик движется в сторону пищи – выбрасывая часть протоплазмы вперёд и далее подтягивая отстающую порцию.
При этом важным фактором становится неизменность массы протоплазмы (плазмодий вытягивается и сжимается, но сохраняет стабильным своё содержимое).
По информации Technology Review, главная цель Умедати и его соратников – не отработка нового вида передвижения, а изучение того, как миксомицеты ориентируются и движутся в верном направлении, не обладая даже намёком на нейронные сети или что-то подобное.
По словам учёных, в роботе-слизевике реализовано полностью децентрализованное управление с помощью связанных осцилляторов и исключительно местного сенсорного механизма обратной связи. Говоря проще, положение и «стремление» каждого фрагмента робота-плазмодия влияет на положение и на реакцию остальных.
И подобно тому как внутренние потоки в протоплазме слизевика, инициированные внешними химическими или световыми раздражителями, заставляют этот организм перемещаться к пище или прочь от опасности, крошка Slimy движется благодаря очень простым импульсам, которыми обмениваются его составные элементы.
Чуть позже Такуя создал и вторую модель амебоида — Slimy II.
Данные машины не способны послужить ничем большим, нежели «модельными организмами». Но авторы исследования считают, что такой путь отработки необычных алгоритмов и узлов для роботов – продуктивнее чистого компьютерного моделирования.
Пусть аппараты Slimy пока не столь умны, как тот же слизевик (хотя слово «ум» тут применимо с большой натяжкой), но у детищ Умедати есть простор для развития. Японцы хотят сделать их всё более похожими на миксомицетов, не внешне, но по свойствам.
Так динамическая подстройка формы должна помочь подобному устройству приспосабливаться к внешней среде, примерно так, как это делает миксомицет.
Эксперименты показывают, что робот-слизевик способен на адаптивное передвижение, не полагаясь на какую-либо иерархическую структуру, сообщают изобретатели. (Подробности этой работы опубликованы в новой статье в Advanced Robotics.)
Испытания аппаратов Slimy являются частью работы, которую Умедати ведёт вот уже несколько лет. Он пытается научить роботов воспроизводить на уровне железа поведение слизевиков, представляющее, вероятно, одну из самых примитивных форм познания.
Такое поведение, по мнению японца, поможет роботам приблизиться к животным в гибкости реакции и отточенности движений. Ведь далеко не только слизевики, но и куда более сложные организмы в этом отношении отчасти полагаются именно на децентрализованные системы.
Любопытно, что способности слизевиков уже привлекали внимание робототехников. Шесть лет назад группа учёных из Японии и Великобритании скрестила всё того же Physarum polycephalum с роботом, научив железяку бояться света.
Умедати же исповедует иной подход. Пусть у нас будут обычные датчики, батареи, электромоторы, но зато всё работает по принципу слизевика.
Понимание тонкостей в функционировании этого удивительного творения природы может пригодиться не только в робототехнике. Другое возможное применение этих знаний – поиск новых алгоритмов оптимизации транспортных систем или построения схем энергетических сетей, устойчивых к отказу отдельных узлов.
Ведь при побеге из лабиринта или поедании пищи, разбросанной на плоскости, слизевики не вычисляют все возможные варианты действий, но получают результат даже лучший, чем если бы задачу оптимизации путей движения решал компьютер. Таким свойством слизевиков наделили миллионы лет эволюции. Разобраться в нём и попробовать скопировать – достойный вызов для междисциплинарной команды исследователей.
а слизневик это официально название?
а то я что то тварей таких прежде не видел.
Только в фильмах фантастических живые сопли.
какого они размера?
ато вон тот желтый довольно симпатичный, если они еще и светятся в темноте, и не прихотливы в быту — отличный домашний питомец.
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D1%81%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%86%D0%B5%D1%82%D1%8B
просто после первой же ссылки в вашей статье на буржуйскую вики, решил посмотреть в нашей, не ковыряясь в статье с дальнейшим поисков линков.
Ну и поделился ссылочкой, вдруг кому тоже интересно.
еще одна шарада из серии, что считать интеллектом.
как условных так и безусловных.
и понять как именно это происходит и научиться воспроизводить, то можно будет много где применить.
зачем роботу ии и развитая нервная система, если покрыв его кожей сделанной по этому принципу можно запросто добиться того, чтобы он реагировал на внешние раздражители?
добавить накопление данных о схематических ситуацмях и последующее воспроизведение реакций, скажем при обнаружении 70% учтенных в схеме признаков и получаем обучаемость, ну или как минимум инстинктивное поведение.
ну как у вас сейчас вот брызнет слюна на дисплей, при воспоминании вкуса лимона.
оттерли?
молодцы.
а теперь скажите, что научить робота такому фигня?
Собственно, меня «более сильно» заинтересовал вопрос о применимости мозгов, робототехника — дело прочее
_У Попова машина времени
Вы ж не ждете, что он в каждый коммент духами пшикать будет? :)
_И как эта машина времени работает?
_"Генки, спасибо, ваша религия понятна. Не надоело срать в каждый коммент?"
«Я тебя, попугай, попугаю!»
Отвечает ему попугай:
«Попугай ты меня, попугай --
Я ведь пуганый попугай!»
а вот робо-плазмоид — что-то интересное. если бы еще его в 3х измерениях собрали, а не на плоскости.
Полагаю там не всё совсем уж примитивно. Лабиринт открыт, так что запах везде одинаков. и потом запах может вести и в тупик.
Шнобелевка-шнобелевкой, но у Накагаки и коллег были целые научные статьи, описывающие сложную реакцию миксомицетов на внешние раздражители и их, слизевиков, передвижения.
и я отсекаю всякие бред-предположения об интеллекте это ГРИБА. а то это уже отдает мракобесием каким-то...
он ему и не нужен.
поверхность организма покрыта рецепторами (не суть важно какими именно) путь доступно всего два логических состояния 1 и 0
Далее пусть 1 будет наличием еды, а 0 соответственно отсутствием, вместо разветвленной и сложной нервной системы, задействовано «чувство локтя» — тот участок существа который уловил информацию передает ее соседним, те другим и вуаля, есть движение в нужном направлении.
Вы же отдергиваете руку от корячей сковороды даже не успев осознать и обработать болевой импульс. Тут, видимо то же самое.
Чем плохо воссоздать такой механизм у роботов?
Датчиков то можно нацеплять десятки разных видов.
А руку от горячей сковороды мы отдергиваем успевая обработать импульс... ;)
Не успеваем просто.
И вряд ли в обработке принимает участие мозг.
Слишком уж это примитивная для такого органа задача
паралельно этому
рецепторы > C-волокна > головной мозг — 0,8с
и спинной и головной... но лапку отдергивает спинным
у них то нет ни головного, ни спинного мозга.
сопли эти живые как то реагируют на раздражители, безо всяких центров обработки импульсов, чисто сетью рецепторов.
как у них это получается?
Рекомендую.
робот тоже был, слизневик вместо ЦПУ.
«слизевик вместо мозга робота» — в тексте есть ссылка на статью.
Такие ии-образные системы появились на заре ии-исследований
MIT/CMU/Stanford, первым был Френк Розенблатт,
есть даже его книжка на русском..
Не всегда эти иишки бегают,
у Френка они фотки чел лиц распознавали,
и классическое название Этого — Swarm Intelligence (SI)..
BTW: В моем тут-очном блоге
будет описание другого японо-ии-гуру
с «умной» плесенью и «разумными» грибами.. www.membrana.ru/user/13856